Selekoksip’in Altın Nanoparçacık-Glukonjugatlar Aracılığıyla Taşınması Ve A549 Hücrelerinde Siklooksigenaz-2’Nin Seçimli İnhibisyonu İle Glukoz Metabolizmasındaki Enzim Aktivitesinin Regülasyonu

Abstract

Akciğer kanseri yaşam kalitesini düşürmesi ve kontrol edilemeyen ağrı yönüyle en problemli kanser türüdür. Akciğer kanserinde, aşırı sentezlenmiş siklooksijenaz-2 (COX-2) enzimi, regülasyonu bozulmuş glukoz metabolizması ve aşırı aktifleştirilmiş fosfatidilinositol 3 kinaz/protein kinaz B (PI3K/Akt) sinyal yolağı gibi durumlar kanserin başlaması ve gelişiminde gözlemlenir. Mevcut veriler, kanser durumunda COX-2’nun hem PI3K/Akt yolağını hem de glukoz metabolizmasını regüle edebildiğini göstermektedir. Buna örnek olarak, kanser tedavisinde başarısızlığa neden olan glikoliz temelli direnç oluşumunun COX-2’nin baskılanması ile ortadan kaldırılması verilebilir. COX-2’nin tetiklemesiyle PI3K/Akt sinyal yolağında oluşan artmış aktivite, Nükleer faktör Eritroit 2-ilişkili faktör 2 ye (Nrf2’ye) bağımlı veya Nrf2 den bağımsız olarak glukoz metabolizmasında değişiklikler meydana getirmektedir. PI3K/Akt sinyal yolağı ve Nrf2, glukoz metabolizmasında önemli hız basamağı olan ve akciğer kanserinde rol alan 6-fosfoglukonat dehidrogenaz (6PGD) enziminin akciğer kanserinde regülasyonuna etki etmektedir ve bu durum apoptosizin kaderi üzerine belirleyici rol oynamaktadır. Selekoksip, koksip türleri içerisinde Amerika Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onay verilmiş kronik inflamasyon ve kanser tedavisinde kullanılan seçimli COX-2 inhibitörüdür. Steroid olmayan anti-inflamatuar ilaçların (NSAID’ların) uzun vadede kalp-darmar hastalıklarına neden olduğu epidemiyolojik ve akademik çalışmalar ile mevcuttur. NSAID’ların kontrollü kullanımı ve nanoparçacıklar ile taşınması ile yan etkilerin ortadan kaldırıldığı ve biyouyumluluğun sağlandığı in vitro ve in vivo çalışmalar ile gösterilmiştir. Hedef doku ve hücrelere kontrollü bir şekilde ilaçların taşınabilmesinde kullanılan metotlar arasında seçimlilikleri ve dizayn kolaylıkları nedeniyle karbohidtrat-lektin etkileşimleri öne çıkmaktadır. Lektinler, karbohidratlara spesifik protein sınıfını oluşturmaktadırlar ve kanser gelişmine bağlı olarak hücre tiplerinde karakteristik hale gelmektedirler. Bu durum ilaçların hedef kanser hücresine spesifik olarak taşınmasına olanak sağlamaktadır. Tamamlanan KÜ-BAP01/2018-33 nolu projemizde altın nanopartikül glukokonjugatların morfoloji ve yüzey kimyasının kontrollü bir şekilde sentezlenebildiğini göstermiştik. Önerilen bu projede A549 hücrelerine spesifik altın nanoparçacık glukokonjugatları (AuNP-GK) sentezi ve akabinde selekoksip’in AuNP-GK yüzeyine immobilizasyonu gerçekleştirilecektir (AuNP-GK-S). İmmobilize AuNP-GK-S’in COX-2 üzerine etkisi serbest selekoksip ve AuNP-GK ile karşılaştırılacaktır. Karşılaştırma için hücre canlılığı ve biyouyumluluk ile makro-seviyede çalışmalar yapılarak kanserli olmayan akciğer hücreleri üzerine olan toksisiteleri karşılaştırılacaktır. Moleküler karakterizasyonlar ise COX-2 ve 6PGD enzim aktivitesinin belirlenmesi ile karşılaştırılacaktır. Çalışma ekibi olarak yürütcü Doç. Dr.İdris Yazgan şeker liganları, AuNP-GK ve AuNP-GK-S sentezi ve karakterizasyonunu gerçekleştirecektir. Araştırmacı Dr. Aslı Uğurlu Bayarslan ise sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilen AuNP-GK-S için hücre kültürü ve moleküler biyoloji çalışmalarını gerçekleştirecektir. Çalışmanın özgünlüğü ise selekoksip’in altın nanoparçacık glukokonjugatlar üzerine tutuklanmasının gerçekleştirildiği ilk çalışma olması ve immobilize selekoksipin karbohidrat-lektin aracılığıyla model akciğer kanser hücre hattı olan A549 hücrelerine ilk defa uygulanarak COX-2 aktivitesinde değişime bağlı olarak 6PGD değişiminin takini ilk defa gerçekleştirilecektir. Çalışmanın yaygın etkisi olarak başarıyla bitirilen çalışma hem alan dergilerinde yayın yapma imkanı hem de üniversitesimizin temsil edileceği konferanslara katılmamıza olanak sağlayacaktır. Ayrıca sonuçlar COX-2’nun glukoz metabolizmasının regülasyonu ile akciğer kanserinin yönlendirilmesine yönelik çalışan diğer akademisyenlere de önemli katkılar sağlayacaktır.